• 대한지구과학교육학회지
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• 제11권3호
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• pp.182-192
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• 2018

본 연구는 학교 숲 체험 프로그램이 초등학교 학생의 과학탐구능력 및 과학에 대한 태도에 미치는 영향을 알아보고 학교 숲 프로그램 개발 및 보급에 도움이 될 시사점을 제시하는데 목적이 있다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 실험반과 비교반을 정하고 사전검사 후, 실험반은 자체 개발한 학교 숲 체험 활동 프로그램 10차시를, 비교반은 같은 차시 동안 사진 자료와 교사의 설명, 학습지를 활용한 수업을 실시하였다. 수업 후 사후검사를 하였고 실험반은 학교 숲 체험 활동 프로그램을 경험한 소감을 인터뷰 형식으로 조사하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다: 첫째, 학교 숲 체험 활동 프로그램이 학생들의 과학탐구능력의 평균 점수에 있어서의 향상 폭이 비교반 보다 더 크긴 했지만 그것이 유의미한 결과는 아닌 것으로 나타났다. 둘째, 학교 숲 체험활동 프로그램이 학생들의 과학에 대한 태도 향상에 유의미한 효과를 나타냄을 알 수 있었다. '과학의 사회적 의의', '과학자의 평범성', '과학탐구에 대한 태도', '과학 수업의 즐거움', '과학에 대한 취미로서의 관심', '과학에 대한 직업으로서의 관심' 등 모든 하위 영역에서 유의미한 효과가 나타났다. 그리고 인터뷰를 통하여 학생들은 학교 숲 체험 활동 프로그램에 대해서 흥미롭게 생각했으며 만족도 또한 높았음을 알 수 있었고 그것이 과학에 대한 태도가 긍정적으로 향상하는데 기여했을 것으로 판단된다.

• 영재교육연구
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• 제20권2호
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• pp.527-546
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• 2010

과학 최상위권 남녀 학생 14명(남 7명, 여 7명)을 최종 선정하여 과학 탐구 문제 해결과정에 따른 성별 특성에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과, 남학생이 기초 탐구 능력에서 문제를 더 쉽게 해결하였고 통합 탐구 능력에서는 여학생이 문제를 더 쉽게 해결하였다. 성공하는 경우, 남학생은 기억에 의한 계획 유형과 문두와 답지의 내용을 모두 확실히 아는 풀이 유형 및 답지 중 확실히 알고 있는 유형으로 문제를 푸는 경향이 높았다. 여학생의 경우 문두와 답지를 분석하거나 표, 그래프, 그림을 분석하여 성공하는 경향이 높았다. 여학생이 남학생에 비해 다양한 방법으로 문제 해결을 하는 경향이 있음을 보여주고 있다. 실패하는 경우, 남학생은 즉시 풀이하면서 충분히 이해가 되지 않은 상태에서 답을 구하거나 잘못된 기억으로 해결하다 실패를 하는 경향이 높고 여학생은 잘 못 기억하거나 표, 그림, 그래프를 잘 못 분석한 풀이 유형이 많았다. 이 결과는 과학 탐구 능력 문제 해결에 대한 남녀 학생에 대한 이해를 높일 수 있고 프로그램 개발에 시사점을 제공한다.

• 영재교육연구
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• 제19권1호
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• pp.1-23
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• 2009

과학 탐방 학습은 학생이 스스로 문제를 해결할 수 있는 종합적 학습 활동으로 영재 학습에서의 중요성이 강조되고 있다. 그러나 너무 많은 양의 과제를 해결하거나, 정해진 답을 요구하는 수렴적 활동이 주로 이루어져 영재학생의 능력을 개발하는데 부족하다는 비판을 받고 있다. 따라서 이 연구에서는 과학영재의 지적 특성을 반영하기 위하여 개방적 탐구를 토대로 하는 탐방 프로그램을 고안하였다. 이를 초등 과학 영재학생 18명을 대상으로 적용하였고, 탐방 활동지, 상호작용 녹음내용, 발표용 포스터, 설문지 등의 자료를 바탕으로 탐구문제 설정 유형 및 탐구 과정, 탐방 활동 중에 나타나는 과학 영재의 활동 과정을 분석하였다. 연구결과 탐방 전보다 탐방 후에 더 많은 탐구문제를 만들 뿐만 아니라 탐구문제의 수준도 더 높아졌다. 이를 해결하는 탐구과정은 계획하기, 탐구 수행하기, 후속 탐구하기, 정리하기의 순서에 의해 순환적으로 이루어졌으며, 상황에 따라 다음 단계를 결정하는 개방적 탐구 과정으로 진행되었다. 학생들의 문제해결 과정에서 기초 탐구과정 및 통합 탐구과정 요소가 다양하게 나타났으며, 특히 결과를 해석하고 변환하여 분석하는 능력이 뛰어났다. 또한 탐방 활동 중에 나타난 학생들의 상호 작용을 분석한 결과 과학 영재의 행동적 특성이 다양하게 나타났다.

• 한국과학교육학회지
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• 제34권8호
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• pp.795-806
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• 2014

이 연구는 초등과학부진학생들의 기초과학탐구능력을 향상하기 위해 중재프로그램을 개발하고 안구추적기를 활용해 중재프로그램의 효과를 검증하는데 있다. 연구 참여자는 초등과학부진학생 35명이었다. 안구운동추적기는 SMI사의 iView XTM RED로 고정형이고 샘플링 속도는 120 Hz이었다. 실험을 설계하고 분석하기 위해 Experiment 3.4와 BeGaze 3.4 프로그램을 사용하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째 기초탐구 교수전략, 교사 학생 행동, 교수-학습지도안, 학습 활동지를 포함하여 중재프로그램을 개발하였다. 둘째, 중재프로그램 적용결과 기초과학탐구능력이 향상되었고 전체 문제해결시간이 통계적으로 유의미하게 줄어들었다. 셋째, 기초과학탐구 문제영역과 핵심단어에 대한 평균응시시간이 통계적으로 유의미하게 감소하였다. 넷째, 기초과학탐구문제해결과정에서 동공 크기(pupil diameter)가 통계적으로 유의미하게 확장되었다. 다섯째, 기초과학탐구문제해결과정에서 평균도약시간(average saccade time)은 통계적으로 유의미하게 증가하였다. 여섯째, 문제 단서영역에 대한 평균응시도입시간(average fixation entry time)은 통계적으로 유의미하게 빨라졌고, 평균응시시간은 통계적으로 유의미하게 줄어들었다.

• 한국인지과학회:학술대회논문집
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• 한국인지과학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.192-197
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• 2005

인간이 생각하고 지식이 습득되어지는 방법에 대한 이해는 인지과학자들에게 항상 중요 관심사이다. 학교교육이 전개된 후의 학생들을 대상으로 한 인지과정을 탐구하는 것은 쉽지 않다. 본 논문에 유아기 유아들을 대상으로 과학적인 표상능력을 이용하여 유아의 인지구조를 고찰하였다. 5세 유아 120명을 대상으로 2년간 주변에서 흔히 볼 수 있는 곤충류를 관찰할 수 있도록 한 후, 그림 그리기와 언어 표현 방법을 이용하여 유아들의 인지과정이 탐구되었다. 유아들은 1차, 2차 표상과정을 통해 기존에 갖고있던 사물에 대한 개념에 분명한 변화를 보였다. 본 연구결과는 유아들의 과학지식 형성에 대한 인지과정을 기술하며, 과학적 지식으로 확장될 수 있는 효율적인 지도 방법을 제공한다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권1호
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• pp.95-112
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• 2012

이 연구에서는 초등학생의 관찰과 분류를 중심으로 한 명시적이고 반성적인 교수 학습전략을 개발, 적용하여 학생들의 과학 탐구기능 향상에 미치는 효과를 알아보았다. 명시적이고 반성적인 교수 학습전략은 이론적 고찰 후에 초안을 개발하고 전문가 검토를 거쳐 수정, 보완하였다. 실제 수업 진행을 위해 실험집단은 명시적이고 반성적인 교수 학습전략을 적용하여 수업하였고, 통제집단은 교사용지도서에 따른 일반적인 수업을 하였다. 학생들은 수업시행 전 후 과학탐구능력검사와 수업시행 후 학업성취도 검사를 하였다. 그리고 수업전사자료, 심층면담, 교사의 반성적 저널을 통해서 수업 전 후 탐구기능의 변화를 살펴보았다. 연구의 결과로 첫째, 개발한 교수 학습전략의 단계를 (1) 동기유발하기, (2) 반성적으로 탐색하기, (3) 명시적으로 안내하기, (4) 명시적으로 탐구하기, (5) 반성적으로 검증하기의 5단계로 설정하였다. 둘째, 개발한 교수 학습전략의 수업 적용 결과, 정량분석에서는 관찰과 분류에 대한 탐구능력의 성취도 향상이 전체(관찰과 분류를 합한 탐구능력)와 관찰능력에는 효과적이었으나, 분류능력에는 효과가 나타나지 않았다. 또한 개발된 수업전략을 적용한 수업은 학업성취도 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 특히 학업성취도와 탐구능력의 상관관계를 분석한 결과, 학업성취도를 높이기 위해서는 탐구능력의 향상이 중요하다는 사실을 알 수 있었다. 셋째, 정성분석결과, 개발한 교수 학습전략을 적용한 수업에서 교사의 명시적인 안내와 소집단 활동을 통하여 반성적인 학습활동이 이루어졌다. 이는 학생의 관찰과 분류의 탐구기능 향상에 효과적이었다. 그리고 정량분석과 정성분석 결과를 통해 과학탐구의 가장 기본적인 관찰기능이 형성된 후 이를 바탕으로 분류기능이 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제32권4호
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• pp.686-702
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• 2012

이 연구에서는 중학교 자유 탐구에서의 소집단 구성 방식이 학생들의 자유 탐구 수행에 미치는 영향을 혼합 연구방법으로 조사하였다. 강원도 소재 중학교 2곳에서 1학년 각 2학급씩 4학급(남녀 혼성)을 연구대상으로 하였으며, 여교사 2명과 총 113명의 학생들이 참여하였다. 두 학교 학생들을 각각 과학 탐구능력 및 성격 유형에 따라 동질집단과 이질집단으로 편성하였으며, 동일 과제로 약 3주에 걸쳐 자유 탐구를 수행하게 하였다. 소집단 구성 방식이 자유 탐구 수행에 미치는 영향을 알아보기 위해 사후 과학 탐구능력 검사 결과를 통계적으로 비교 분석하였으며, 양적 연구를 보완하기 위한 질적 연구로서 학생 포커스 그룹 인터뷰 및 교사 심층 면접을 실시하였다. 양적 연구결과, 두 학교 모두 소집단을 동질적으로 구성했을 때가 이질적으로 구성했을 때보다 과학 탐구능력에 대한 개인별 향상 지수의 향상 비율이 높게 나타났다. 한편 소집단 구성방식의 효과를 질적으로 분석한 결과, 학생과 교사 모두 인지적인 특성으로 소집단을 구성하기보다 정의적인 특성에 기초하여 소집단을 구성하는 것이 자유 탐구 수행에 더 효과적이라고 인식하고 있었으며, 특히 학생들의 경우 성격 유형에 따른 소집단 구성 방식을 가장 선호하였다. 또한 자유 탐구를 수행했던 일부 학생들과 지도교사들은 소집단을 구성하기 위하여 학생들에 대한 정보를 충분히 수집할 필요가 있으며, 그와 같은 정보를 학생들의 정의적 특성에 따른 소집단의 구성 기준과 혼합하여 사용하는 방식을 제안하였다.

• 대한화학회지
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• 제45권5호
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• pp.470-480
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• 2001

이 연구의 목적은 사회적 상호작용을 강조한 과학 탐구실험을 개발하여 이를 적용한 수업이 학생들의 탐구능력 신장에 미치는 효과를 알아보고, 실험을 수행하는 과정에서 일어나는 상호작용을 학생들의 인지수준에 따하 분석하는 것이었다. 이를 위하여 남녀공학 중 학교 2학년 197명을 실험집단과 통제집단으로 나누어, 실험집단에는 사회적 상호작용을 강조한 과학 탐구실험 수업을 통제집단에는 전통적인 실험수업을 한 학기에 걸쳐 적용한 후 과학 탐구능력 검사를 실시하였으며, 학생들의 인지수준에 따른 상호작용을 분석하고 이 실험 수업에 대한 학생들의 인식을 조사하였다. 사회적 상호작용을 강조한 과학 탐구실험을 적용한 수업이 전통적인 실험 수업에 비하여 학생들의 과학 탐구능력 신장에 효과가 있있다. 탐구실험 수업 과정을 살펴보면, 학생들의 인지 수준에 따라 상호작용 참여 정도에 차이가 있었으며, 같은 인지수준이더라도 모둠 구성 방식에 따라 상호작용의 형태에 차이가 있었다. 인지수준이 높은 학생은 학생들 사이의 상호 작용에서 주도적이며 교사와의 상호작용에도 적극적으로 참여하였고, 인지수준이 낮은 학생은 인지수준이 높은 학생을 추종하는 경향이 있으며 교사와의 상호작용에는 소극적이었다. 실험 수업에 대하여 학생들은 탐구실험 수업이 모둠원들과 상호작용 할 기회를 제공함으로써 토론을 많이 하게 되고, 동료로부터 도움을 받아 어려움을 해결할 수 있었다고 응답하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제26권7호
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• pp.843-855
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• 2006

본 연구는 지구과학 탐구활동에서 그룹의 상호작용 양식에 따라 학생들의 반성적 탐구는 어떤 특징을 보이는지를 알아보고, 수업의 3가지 맥락들은 반성적 탐구활동에서 어떻게 관련되는지를 알아봄으로써 학생들의 반성적 탐구의 실제를 이해하고 반성적 탐구를 촉진하기 위한 탐구활동 수업의 시사점을 얻고자 하였다. 이를 위해 고등학교 1학년 1개 학급을 선정해서 본 연구에서 개발한 반성적 탐구활동수업을 실시하고 수업을 녹화 전사해서 언어행동분석틀과 수업상황의 3가지 맥락으로 분석하였다. 사전 검사를 통해 알아낸 학습자 특성을 기초로 그룹을 나누어 수업을 실시하였으며 면담을 실시하여 수업분석에 참고하였다. 반성적 탐구활동수업에서 그룹 상호작용양식에 따른 반성적 탐구의 차이는 조화적 상호작용양식을 보이는 그룹에서는 전개와 정리단계에서 자료와 과제맥락이 연결된 반성적 탐구가 자주 나타난 반면, 대립적 상호작용양식 그룹에서는 자료맥락과 연결된 반성적 탐구가 아주 드물고 반성적 탐구척도 값도 2 배 이상 낮게 나타났다. 즉 조화적 그룹이 양적으로 더 많은 반성적 탐구진술을 했으며 자료맥락과 과제맥락을 연결하는 더 의미 있는 반성적 탐구를 했다는 것을 알 수 있었다. 탐구능력과 인지양식에 있어서 이질그룹은 정의적 측면에서 대립적 상호작용양식을 보여 반성적 탐구에 가장 부정적인 영향을 끼쳤고, 인지양식과 탐구능력 모두에서 동질그룹은 조화적 상호작용양식을 보여 반성적 탐구에 긍정적인 영향을 주었다는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과로부터 반성적 탐구활동을 촉진시키기 위한 그룹조직의 시사점을 얻을 수 있었다.

• 과학교육연구지
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• 제34권2호
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• pp.359-368
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• 2010

이 연구의 목적은 초등학교 과학 수업 시간에 수행되는 실험 목적에 대한 교사와 학생의 인식에 대한 차이가 발생하는 원인을 분석하는 것이다. 이를 위해 초등학교 6학년 10개 학급의 교사와 학생을 대상으로 반구조화된 심층 면담으로 통해 자료를 수집하였다. 면담의 범주는 크게 실험목적, 실험 목적의 지도 여부, 실험 수업 진행 방법, 평가 방법등 네 가지이다. 교사와 학생간에 실험 목적 인식의 차이가 발생하는 원인은 교사의 관점에서는 실험 목적에 대한 교사의 미지도, 교사가 의도한 실험 목적과 다르게 운영되는 실험 수업, 실험 목적과 유리되는 평가 방법의 문제에 기인한 것으로 나타났다. 실험 수업에서 교사가 의도한 실험 목적이 고려되어 지도되고 있지 않기 때문에 학생들이 실험 목적을 정확하게 인지하지 못하는 것이다. 교사들은 실험 활동을 통한 과학탐구능력의 향상을 중요하게 생각하고 있지만, 이것이 실험 수업을 통해 학생들에게 실질적으로 전달되지 못하고 있어 학생들이 과학탐구능력의 중요성을 인식하고 못하고 있다. 또한 타당한 평가도구나 방법의 부족으로 인하여 교사들은 실험의 중요한 목적인 학생들의 과학탐구능력을 중요한 부분으로 평가하지 못하고 있다. 따라서 탐구적 실험 중심의 과학-교수 학습이 효과적으로 이루어지기 위해서 초등교사들은 학생들에게 실험의 중요한 목적인 과학탐구능력을 강조하여 명시적으로 지도할 필요가 있다.